2022届高考物理模拟预热卷（湖北地区专用）

2021届高考物理模拟预热卷（湖北地区专用）

-'选择题：本题共11小题，每小题4分，共44分。在每小题给出的四个选项中，第

1~7题只有一项符合题目要求，第8~11题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选

对但不全的得2分•有选错的得（）分。

1.已知四个氢核可聚变成一个氮核，同时放出两个正电子，若未来核电站能使氢完全聚变，

则一座100万千瓦的核电站每年（，=3/5'10%）大约需要消耗的氢的质量为（氢核的质

量为1.0078u,氢核的质量为4.0026u,1u为L66xl°八&乂=6.02xl0%ol」）（）

A.20kgB.50kgC.150kgD.200kg

2.如图所示，弹性绳（遵循胡克定律）的一端固定在天花板上的。点，另一端悬挂一质量

OA=LAB=I

为，〃的小球，静止时小球位于8点，A点固定一光滑的小定滑轮，2。现对小

球施加一沿BC方向的拉力F,使小球沿8c缓慢运动到c点。已知A、BC三点刚好组

成一个正三角形，。为BC的中点，重力加速度为g,贝女）

A.小球在C点受到的拉力F等于小球重力的忑倍

1

->ng

B.在。点时弹性绳的弹力大小为2

C.该弹性绳的原长为2

D.从。到C的过程中拉力F可能先减小后增大

3.六根通电长直导线垂直纸面平行固定，其截面构成一正六边形，。为六边形的中心，通

过长直导线”、6、c、4ef的电流分别为小为、44h4,a、Ge中通过的电流

大小相等，尻d/中通过的电流大小相等，电流方向如图所示。已知通电长直导线在距

B=k_

导线r处产生的磁感应强度大小为广，此时。点处的磁感应强度大小为68,导线a

在。处产生的磁感应强度为8,则移除e处导线后，e处的磁感应强度大小为（）

A.OB.BC聿BD.2B

4.如图所示，A、B两带电小球，带电荷量大小分别为2，、QB,质量分别为叫和机2。用两

根不可伸长的绝缘细线悬挂于O点，静止时4B两球处于同一水平线上，N。8A=37。，

NOAB=53。，C是AB连线上一点且在o点的正下方，C点的场强为零，4B两带电小

球均可视为点电荷，sin53o=0.8,则下列说法正确的是（）

AA、B两球的质量之比为9:16

BA、8两球的带电荷量之比为81:256

C同时剪断连接两小球4B的细线，A小球一定先落地

D若在O点放一带电荷量适当的负电荷，能在两球不动的情况下使两细线的拉力同时为零

5.一物块以4m/s的初速度从固定在水平地面上的斜面底端，在沿斜面向上的外力尸作用

下运动，物块的动能”随上滑位移x的关系如图所示，x=4m时撤去外力，以地面为重

力势能零势能面，已知斜面倾角=37°,重力加速度g=l0mzs\则（）

A.0-2m内外力F大小为16NB.物块与斜面间的动摩擦因数为0.75

C.0-6m内物块机械能最大为64JD.物块的机械能先增大再不变后减小

6.如图所示为初速度％沿直线运动的物体的速度图象，其末速度为V,在时间，内，物体的

平均速度v和加速度a是（）

3=工

2，。恒定

工>山

A.2,。随/减小B.

-%+v

v<-----

C.2,“随，减小D.无法确定

7.如图所示，倾角为=3。°的斜面上,一质量为6〃?的物块经跨过定滑轮的细绳与一质量

为m的小球相连，现将小球从水平位置静止释放，小球由水平位置运动到最低点的过程

中，物块和斜面始终静止。运动过程中小球和物块始终在同一竖直平面内，则在此过程中（）

A.细绳的拉力先增大后减小B.物块所受摩擦力逐渐减小

C.地而对斜面的支持力逐渐增大D.地面对斜面的摩擦力先减小后增大

8.如图所示，一玻璃柱体的横截面为半圆形。单色光束从空气射到柱体的。点（半圆的圆心）,

产生反射光束1和折射光束2。已知玻璃柱的折射率为阴，入射角为45。（相应的折射角为

24。）。现保持入射光束不变，将半圆柱绕通过。点垂直于纸面的轴线顺时针转过15。,如图中

虚线所示，则（）

A.光束1转过15°B.光束1转过30。

C.光束2转过的角度小于15。D.光束2转过的角度大于15。

9.如图所示，两带电荷量均为+口的点电荷分别固定在&B两点,。为48连线的中点,

C、。为48连线垂直平分线上的两点，且o点到C、。两点的距离与其到48两点的距

离相等。以无穷远处电势为零，将一带电荷量也为+夕的点电荷。从无限远处移到。点,

该电荷电势能增加了卬，然后将其沿℃移动到c点并固定，再将一电荷量为-24的点电

荷6从无限远处移动到。点，贝1（）

TC

•

I

I

I

4

+9;+q

A中...B

A.公b移入之前，C、°两点的场强大小相等

B.a从0沿℃移动到C点的过程中，电场力对a做的功为零

3W

c将“固定在c点后，。点电势为2q

D点电荷6从无限远处移到0点的过程中，电势能减小了L5W

10.如图所示，竖直杆AB在A、B两点通过光滑较链连接两等长轻杆AC和BC,AC和

BC与竖直方向的夹角均为仇轻杆长均为L,在C处固定一质量为机的小球，重力加速

度为g,在装置绕竖直杆AB转动的角速度切从0开始逐渐增大过程中，下列说法正确的

是（）

A.当=°时，AC杆和BC杆对球的作用力都表现为拉力

B.AC杆对球的作用力先增大后减小

C.一定时间后，AC杆与BC杆上的力的大小之差恒定

D.当BC杆对球的作用力为0

11.2020年7月31日，北斗闪耀，泽沐八方。北斗三号全球卫星导航系统（如图甲所示）

建成暨开通仪式在北京举行。如图乙所示为55颗卫星绕地球在不同轨道上运动的

檐7-''图象，其中T为卫星的周期，r为卫星的轨道半径，1和2为其中的两颗卫星。

已知引力常量为G,下列说法正确的是（）

图甲图乙

A.卫星1和2运动的线速度大小之比为为：％B.地球的半径为飞

4/10”

C.地球质量为GD.卫星1和2向心加速度大小之比为

二、非选择题:本题共5小题，共56分。

12.（7分）在验证力的平行四边形定则的实验中，某兴趣小组使用传统的木板、图钉、白

纸、橡皮条、细绳和弹簧测力计等工具，把木板平放在水平桌面上来做实验。

（1）下列不必要的实验要求是。

A.弹簧测力计应在使用前校零

B.拉绳方向应与木板平面平行

C.为了更方便地验证力的平行四边形定则，最好使两个力斗尸2间的夹角为90°

D.改变拉力，进行多组实验，每次都要使结点静止在同一位置

（2）下列实验操作合理的是o

A.记录结点的位置时，应该在结点正下方描一个清晰且尽量大的点

B.记录细绳方向时，应该在细绳正下方相距较远的位置上点两个较小的点

C.为了方便操作和作图，可将其中一个弹簧测力计中拉力的方向固定下来，改变另一个弹

簧测力计的示数和拉力的方向

D.为了减小实验误差，在不超出量程的情况下，应该使弹簧测力计的示数尽量大些

（3）兴趣小组在水平放置的木板上很快做完了实验，想尝试在倾斜木板上做实验，

（填“能”或“不能”）有效验证力的平行四边形定则。

13.（9分）传感器是把非电学量（如速度、温度、压力等）的变化转换成电学量的变化的

一种元件，在自动控制中有着相当广泛的应用。某研究性学习小组设计了一种温度控制装

置，温控开关可采用热敏电阻来控制。

①先通过实验探究某一热敏电阻的阻值&随温度r的变化关系。已知该热敏电阻在常温

下的阻值约10℃。

现提供以下实验器材：

A.控温箱（用以调节热敏电阻4的温度）；

B电压表V（量程3V,内阻约L°kC）；

C.电流表Ai（量程50mA,内阻。=10℃）；

D.电流表A?（量程100mA,内阻々约为4℃）；

E.滑动变阻器R（阻值变化范围为0」℃,允许通过的最大电流为2A）；

F.直流电源E（电动势为12V,内阻很小）；

G.开关一只，导线若干。

要求用上述器材尽可能精确地测出热敏电阻在不同温度下的阻值，且尽可能多测几组数据,

请在图甲虚线框中画出符合要求的实验电路图，并标明所选择器材的符号。

0学习小组测得热敏电阻的阻值随着温度变化的规律如图乙所示。

根据图乙求出热敏电阻阻值随温度变化的函数关系为。

®如图丙所示，当1、2两端所加电压增大至2V时，控制开关会自动启动加热系统进

行加热，请利用下列器材设计一个简单电路，给1、2两端提供电压，要求当温度达到80

℃时启动温控系统。（不考虑控制开关对所设计电路的影响）

提供的器材如下：

热敏电阻（（阻值随温度变化规律如图乙所示）；

直流电源E（电动势3V,内阻不计）；

定值电阻R|=18°a&=260C,/?3=520C（限选其中之一并在图中标出）；

开关S及导线若干。

定值电阻应选,在图丙虚线框内完成电路原理图。

14.（9分）如图所示，上下粗细不一样的汽缸被轻绳通过活塞竖直吊在空中，汽缸底面积

为5,活塞横截面积为2,汽缸上下两部分的长度相同。汽缸侧壁有一个小孔与装有水银的

U形轻质细玻璃管相通。最初室温为《时，活塞恰好在汽缸上下两部分的分界处，玻璃管

内左右水银液面高度差为〃（U形管内的气体体积、质量不计）。己知大气压强为外,水银的

密度为，重力加速度g。不计活塞与汽缸的摩擦。

⑴求汽缸的质量M-.

⑵现对汽缸里的气体缓慢加热，试判断玻璃管内左右两侧水银液面高度差〃是否变化？

（3）若继续对汽缸里的气体缓慢加热，请通过计算确定活塞与汽缸分离的临界温度。

15.（13分）如图所示，粗糙程度不均匀的水平面A8C与半径为R的竖直光滑半圆轨道

COM相切于C点，。知为半圆的直径，。为圆心，。点是弧CM的中点，在半圆

COM下半部分有水平向左的匀强电场，场强大小q（g为重力加速度）。现把可视

为质点、质量为2m的小物块尸置于水平面的A点，并在水平恒力F（大小未知）的作用

下由静止向左运动，运动到8点撤掉水平恒力凡小物块P恰好运动到C点静止。现把与

小物块P材料相同、质量是小物块P质量一半、带电荷量为+夕的绝缘小物块。同样置于

A点，在同样水平恒力尸作用下也从静止开始向左运动，到B点撤掉水平恒力F,带电小

物块。离开水平面BC后沿着圆弧轨道CQ例运动恰好能过最高点加。求：

①小物块。经过水平面C点时的速度大小；

②小物块。在半圆轨道CDM上运动过程中对轨道的最大压力;

⑶小物块Q在运动过程中所受摩擦力做的功。

16.（18分）空间存在间距为L的两边界PQ、MN，"'为一收集板，在尸2上有一点。，可

同时向右侧平面内沿各个方向均匀发射〃个速度大小为%、质量为机、电荷量为q的带正

mv2

U=-Qo

电粒子。①如图甲所示，在边界间加一个方向垂直PQ的匀强电场，电压为9;②

在边界内加一以。为圆心、半径为L的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，如图乙所示,

粒子在磁场中运动的轨迹半径为3,其中某个粒子4出磁场时的速度方向恰好平行于

收集板"N。不考虑粒子重力和粒子间的相互作用。

•XXx\

*

血XXX

B

I

：xXX/

L-J

:Q

图甲图乙

①①情况下，要使所有粒子都被MN收集到，收集板MN至少有多长：

②②情况下，收集板足够大，求先于粒子A飞出磁场的粒子个数以及收集板"N上的

收集效率〃；

③②情况下，仅改变磁感应强度大小，收集板足够大，求收集板网上的收集效率〃与

磁感应强度B的关系式。

答案以及解析

1.答案：B

解析：四个氢核聚变成一个氢核亏损的质量约为'"=4x1.0078u-4.0026u=0.0286u,释

放的能量约为△"=△根Y'aZ7*。"】，【kg氢含有的氢原子个数为6.02x1026个，全部

26

6.02xlO14

E=AE=6.43xlOJ

发生聚变释放的能量约为4,则发电站每年大约消耗的氢的

109x3.15xl07

m=------------------kg=49kg

质量为6.43x10，则选项B正确。

2.答案：C

解析：小球在C点时，结合几何知识对小球进行受力分析可知，此时小球受到的拉力

F=mg,选项A错误；设小球在。点时弹性绳的弹力大小为FT,对小球进行受力分析并

沿水平和竖直方向正交分解可得耳"n30'=尸cos30：与cos30+尸sin30,=mg,两式联

Fr=Jmg

立可解得2,选项B错误；设弹性绳的原长为％,则当小球在B点时，由胡克

ka-l)=mgk(F/+/-/)=W,*g/=：

定律可得2°，在。点时有-2-2"T，两式联立可解得“2

选项C正确；从。到C的过程中，设A点下方的弹性绳与水平方向的夹角为a,对小球受

力分析并沿水平和竖直方向正交分解，在水平方向上有77cos30°=4cos,解得

F=3£Fcos,

3,因此过程中弹性绳的伸长量越来越大，由尸产日可知弹性绳的弹力

6越来越大，而a由6。°逐渐减小到30°,cos越来越大，可知拉力F也越来越大，选

项D错误。

3.答案：A

解析：结合题图可知各导线在。点产生的磁场方向如图1所示，。、c©中通过的电流大

小相等，且到。点的距离相等，。、ce三条导线在。点产生的磁感应强度大小均为B,

合磁感应强度大小为2B,则尻d/三条导线在。点的合磁感应强度大小为48,结合上

述分析可知，从d•/■三条导线中的电流大小是。、ce三条导线中电流大小的2倍；去掉

B=kL

e导线后剩余导线在e点产生的磁场方向如图2所示，由「可知，£=&'=28,夹

角为120。，£=£=谭8,夹角为60。，B『B由平行四边形定则求得e点的合磁感

应强度为0,A正确。

对8球，F="?gtan53°

解析：设两小球间库仑力大小为凡对A球，/=^gtan37°2

mi_16

两者联立可知丐9,选项A错误；两个点电荷48在c点的合场强为零，则

k____QAk_____Q旦_____0A=(O4sin37)2=占

(OAsin37°)2(OBcos37°y,得&08cos37房，选项B正确；同时剪断连

接两小球A、8的细线，在竖直方向两小球A、B均做自由落体运动，两小球是同时落地,

kQ'QAcos53°=F

选项C错误；若%细线拉力为零，0点放置电荷乌，则万丁，若细线

k竺*os37°=F2i=竺

拉力为零，。点放置电荷Q?,则OB?,可得&27,选项D错误。

5.答案：B

解析：根据初始时物块的速度和动能可得出物块的质量„=1kg,x=4m时撤去外力，对

物块根据牛顿第二定律有"双C0S+‘％sin=,根据线-x图象的斜率表示物块所受

合力可知4~6m内，物块所受合力大小乙=ma=12N,联立解得=0-75,选项B正确；

0~2m内，物块所受合外力为片=8N,根据受力分析有F=F,+F.,解得尸=20N,选项

A错误；根据纥-x图象可知，物块在x=4m处机械能最大，纥,=4m.mgsin+，可

得E.=48J,选项c错误；物块的机械能先增大后减小，选项D错误。

6.答案：A

解析：图像如图所示：

图线的斜率逐渐减小，知加速度随时间减小。连接图线首末两点，该直线表示物体做匀加

速直线运动，平均速度2,因为变加速直线运动图线与时间轴围成的面积大于匀加

速直线运动图线与时间轴围成的面积，即变加速直线运动的位移大于匀加速直线运动的位

空12

移，时间相等，则平均速度大于匀加速直线运动的平均速度，即2.故A正确，B.

C.D错误。

故选A.

7.答案：B

解析：A.小球向下摆动的过程中，对小球的拉力一直增大，故4错误；

B.开始阶段物块所受的摩擦力沿斜面向上，根据平衡条件可得摩擦力大小

/=6〃7gsin30°=3mg;设滑轮到小球的距离为R,当物块在最低点时，根据动能定理可得

加8尺二2加/才艮据牛顿第二定律可得F一砥=〃??，解得在最低点绳子拉力为F=3mg,

此时物块的摩擦力大小为0,所以斜面对物块的摩擦力一直减小，故B正确；

CD,对物块和斜面组成的整体分析可知，拉物体的绳子拉力在竖直方向的分力一直增大，

在水平方向的分力一直增大，地面对斜面的支持力一直减小，摩擦力一直增大，故8错

误。

故选：B。

8.答案：BC

解析：转动前，光束1（反射光）与入射光线间的夹角为A=45。、2=90。,光束2（折射光）与入射

光线间的夹角为8=45。-24。=21。;转动后，反射光与入射光的夹角A，=6（Tx2=120。,根据

折射定律吧"=超得『=30。,则折射光线与入射光线间的夹角为B'=600-30。=30。,得

sinr

M=A'-A=30°,AB=B5=9°,i^：B、C项正确。

9.答案：AC

E=kl_

解析：由于C、°两点到A、8两点的距离相等，由「2及矢量合成法则可知C、。两

点的场强大小相等、方向相反，选项A正确；由等量同种电荷周围电场线的分布特点和沿

电场线方向电势逐渐降低可知°、°两点的电势不相等，故由w“c=q（o-c）可知电场力

对点电荷〃做的功不为零，选项B错误；当点电荷〃从无限远处移动到。点时，由题意可

_W

知电场力做的功为-W,故有一卬=久°-。），解得04,因4B两处的电荷为等量

同种电荷，且到。点的距离相等，故可得A（或B）处点电荷在。点产生的电势为

_1_W_3W

===。=

°2q,故将点电荷a固定在C点后，。点的电势为02q,选项c正确；

当将点电荷人由无限远处移动到O点时，电场力做的功为卬'=-2夕（0-；））=3卬,故其电势

能应减小3卬，选项D错误。

10.答案：CD

解析：当=°时.，由于小球在水平方向受力平衡，因此AC杆对小球的作用力表现为拉力,

BC杆对小球的作用力表现为支持力，且大小相等，选项A错误；当3逐渐增大时，

AC杆对小球的拉力逐渐增大，BC杆对小球的支持力逐渐减小，当8c杆的作用力为o时,

1^—

有mgtan=m2Lsin,解得"Leos,当/继续增大时，4c杆对小球的拉力继续

增大，BC杆对小球的作用力变为拉力，且逐渐增大，选项B错误，D正确；一定时间后,

AC杆和BC杆的作用力都变为拉力，拉力的竖直分力之差等于小球的重力，即

F-F=，n^_

£cos-^cos=mg,则12V因此AC杆与BC杆上的力的大小之差恒定，选

项C正确。

11.答案：CD

Mm（2兀）2

G=ntr

解析：设地球质翼为M，申方有引力提供向心力有,T

GM，两边同时取对数，

叱=五一4°初10%=

整理可得22彳，当lgT=0时，有4^”并不代表地球半径，选项

22

1.GM_卜47t10[GM

—1g----bbv=J----

B错误；对比图象可知24n2,解得M=_^,选项c正确；由,「可得

（_T

上=吗G"

"Y"102,选项A错误；根据厂以及图乙可求得，卫星1和2向心加速度之

比为l°X：10",选项D正确。

12.答案：（1）CD

（2）BCD

（3）能

解析：（1）根据仪器使用常识，弹簧测力计在使用前需校零，A项是必要的；实验中力必

须与木板在同一平面内，B项也是必要的；要验证平行四边形定则，夹角不应该选取特殊

角度，C项不必要；在同一组实验中，要使两次拉力的作用效果相同，结点的位置必须相

同，但在下一组实验验证时，结点的位置与上组实验中结点位置可以不同，所以不需要固

定结点位置，D项不必要。（2）实验中记录描点时，点描得越小，带来的实验误差会越小,

故描点要尽量小且清晰，A项操作是不合理的，B项操作是合理的；为了方便作图，可将

其中一个弹簧测力计中拉力的方向固定下来，这样提前就可以将其中一个力的方向固定下

来，改变另一个弹簧测力计的示数和拉力的方向，直到将结点拉至与一个弹簧测力计拉橡

皮条时结点相同的位置为止，就可以在保证其中一个拉力方向不变时，得到多组实验数据，

故C项操作是合理的；为了减小实验误差，在不超出弹簧测力计量程的情况下，弹簧测力

计的示数越大，读数误差越小，故D项是合理的。（3）无论在哪个平面做实验，只要满

足在该平面内两次力的作用效果相同，在操作无误的情况下，即可验证力的平行四边形定

则，因此在倾斜的木板上做实验，也能够有效验证力的平行四边形定则。

13.答案：（1）如图1所示

图1

(2)/?,=(100+2r)Q

(3)%；如图2所示

加热系统

控制开关

1/?32I

解析：（1）要求尽可能精确地测出热敏电阻在不同温度下的阻值，且尽可能多测几组数据,

所以采用分压式电路；因为电压表量程太小，且具体内阻不知，会导致测量值有较大的误

差，所以用已知内阻的电流表作为电压表，电流表A?外接可以消除系统误差。（2）根

据图象可知4=（100+2。。。（3）温度达到80℃时，热敏电阻（=2600,根据闭合电

路欧姆定律可得，当定值电阻等于52°C时，1、2两端电压恰好为2V,所以定值电阻应

选择％。

1

_hS

14.答案：(1)2

(2)不变化

⑶2

Ss

p_+Mg=p_

解析：（1）设汽缸内封闭气体的压强为p,对汽缸受力分析，由平衡条件有2°2

又有P=PLgh

M=_Sh

解得2。

⑵对汽缸内气体缓慢加热时，汽缸始终受力平衡，大气压强不变，汽缸重力恒定，所以内部

压强不变，可知U形玻璃管内左右两侧水银液面高度差不变。

⑶继续对汽缸内气体缓慢加热，活塞没离开汽缸时，汽缸内部压强不变，由盖-吕萨克定

LS+L^

LS_n2

律有痣T'

T=J

解得‘2°。

15.答案：（1）13gR

(2)(3/+1)叫

(3)-^mgR

2

解析：（1）小物块。在最高点M由牛顿第二定律得

C到M的过程中，对。由动能定理得

qER-mg,2R=Imv2-'mv2

2M2c

解得益=而

②根据题意并结合受力分析知，小物块Q运动到与圆心的连线与竖直方向之间的夹角

为45。的位置时，对轨道的压力最大，此位置小物块。对应的速度设为v,根据动能定理

得

00mv-mv~

sin45-，〃gR(l-cos45)=/2°

mgmv2

F----------=-----

此位置对应有'cos45°R

解得F产(X2+\)mg

由牛顿第三定律得，小物块Q对轨道的最大压力为

Ev'=(*+1)〃陪

w

&设小物块。从A到C过程中所受摩擦力做的功为，，对小物块P

由功能关系得

WF+2Wf=0